LED-Leuchtenfertigung

Von der einzelnen Komponente zur fertigen LED-Leuchte

| Autor / Redakteur: Joachim Wessel * / Hendrik Härter

Optimales Leuchtendesign: Neben einer hochwertigen LED sind Treiberbaustein, Kühlkörper und Optiken notwendig, damit die Leuchte das entsprechend geforderte Licht abgibt.
Optimales Leuchtendesign: Neben einer hochwertigen LED sind Treiberbaustein, Kühlkörper und Optiken notwendig, damit die Leuchte das entsprechend geforderte Licht abgibt. (ERCO)

Bei der LED-Beleuchtung kommt es neben der LED-Auswahl auch auf Betriebsgeräte oder Lichtlenkung an. Erst die Summe der einzelnen Komponenten lässt eine anspruchsvolle Lichtlösung entstehen.

Licht verleiht Räumen eine individuelle Atmosphäre, ihrem Nutzungszweck entsprechend. Voraussetzungen sind gleichmäßige Helligkeit und Farbtemperatur der verwendeten LEDs. Fertigungsbedingt unterliegen diese Eigenschaften gewissen Schwankungen, auch innerhalb einer Produktionscharge. Die LEDs werden deshalb in sogenannten Bins zusammengefasst. Eine möglichst geringe Ausprägung der Toleranzen, die für eine hohe Konsistenz des Lichts sorgt, sollte in enger Zusammenarbeit zwischen LED- und Leuchtenherstellern definiert werden.

Dieses aufwendige Verfahren, auf das beispielsweise der LED-Leuchtenhersteller ERCO großen Wert legt, ermöglicht optimale und nachhaltige Lichtlösungen. Damit auch in Projekten, in denen verschiedene Leuchten verbaut sind, hinsichtlich Effizienz und Lichtfarbe ein einheitliches Ergebnis erzielt wird, sollten in allen Leuchten LEDs aus der gleichen Selektion zum Einsatz kommen.

Optimale Energiebilanz für eine Beleuchtungsanlage

Einer der Hauptgründe für den Einsatz von LED-Leuchten ist die positive Energiebilanz. Im Labor wird die Lichtausbeute von 200 lm/W überschritten, aber auch Hochleistungs-LED aus der Serienproduktion, wie sie beispielsweise ERCO verwendet, erreichen heute Werte von mehr als 130 lm/W. Für die zuverlässige Planung des Gesamtverbrauchs einer Beleuchtungsanlage ist es wichtig, dass der tatsächliche Energieverbrauch der Anlage mit den Planungsdaten übereinstimmt. Im Betrieb mit einer Konstantstromquelle führen unterschiedliche Spannungen zu uneinheitlichen Leistungsaufnahmen und reduzieren damit die Planungsgenauigkeit. Aus diesem Grund ist auch die Vorwärtsspannung der LED ein Auswahlkriterium.

Weiß ist nicht gleich Weiß. Wenn mehrere LED-Leuchten nebeneinander verwendet werden, fallen auch kleinste Farbunterschiede auf. Der Standard-Deviation-of-Colour-Matching- (SDCM-)Wert beschreibt, wie groß der Abstand der Farborte der LEDs maximal sein darf. Dieser Wert ist mittlerweile in der Europäischen Union eine Pflichtangabe. Ausschlaggebend für die Ermittlung der Werte ist die menschliche Wahrnehmung: 1 bedeutet, dass sich kein Unterschied wahrnehmen lässt.

Üblich ist ein Wert zwischen 3 und 5, sehr gute Ergebnisse werden mit Werten SDCM<2 erzielt. Im Laufe der Lebensdauer einer LED entsteht ein Farbdrift: Der ursprüngliche Farbort ändert sich und damit auch die wahrgenommene Lichtfarbe. ERCO verwendet LEDs, die mit einem SDCM von <2 starten und nach 50.000 Betriebsstunden den immer noch guten Wert von <3 erreichen. Andere Hersteller starten erst bei diesem Wert.

Ergänzendes zum Thema
 
Tipp: Checkliste für die Leuchtenauswahl

Wenn es auf eine realitätsnahe Farbwiedergabe ankommt

Eine präzise, realitätsnahe Farbwiedergabe ist besonders in Geschäften oder Museen von großer Bedeutung. Um entsprechende Farbwiedergaben zu erreichen, muss das weiße Licht der verwendeten Leuchten ein möglichst kontinuierliches Farbspektrum haben. Referenz für die Bewertung der Farbwiedergabe ist die Glühlampe, die mit einem Wert von 100 angenommen wird. Im Gegensatz dazu lässt die im Außenbereich oft verwendete Natriumdampflampe mit ihrem gelben Licht alle anderen Farben verblassen – und erzielt eine denkbar schlechte Farbwiedergabe.

Das weiße Licht einer LED wird durch die Kombination blauer LEDs und einer Leuchtstoffschicht erzeugt. Daraus resultiert ein typischer Peak im blauen Bereich bei circa 450 nm und eine Schwäche im roten Bereich. Bei zunehmender Qualität des Leuchtstoffs und damit der LED fällt dieser Peak geringer aus, und auch das übrige Spektrum wird gleichmäßiger. Das führt insgesamt zu einer besseren Farbwiedergabe. Die Farbwiedergabe der bei ERCO verwendeten warmweißen LEDs mit 3000 K erreicht Ra-Werte >90, neutralweiße LEDs mit 4000 K liegen bei guten Ra Werten >80.

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